如何激發對科學的好奇

物理學家納迪雅．梅森說：好奇在事物背後的原理嗎？在家自己動手做實驗吧。她展示如何觸及科學好奇心來解開周遭世界的謎，並在台上用磁鐵、一元鈔票、乾冰等等道具進行幾項實驗。

幾週前，一個朋友打電話給我，

捎來了壞消息。

她的手機掉到馬桶裡了。

有人曾經這樣嗎？

（笑聲）

情況很糟。

我就不細說是怎麼發生

或她怎麼把手機拿出來的。

咱們姑且就說情況很糟。

她慌了，因為她和我們很多人一樣，

手機是她人生中最常用
且最重要的工具之一。

但另一方面，她根本
不知道要如何修理手機，

因為它是個完全神秘的黑盒子。

想想看：你會怎麼做？

你有多了解手機如何運作？

你願意測試或修理嗎？

大部分人什麼都不做。

事實上，一項研究發現，

全國有 80% 的智慧手機使用者

從來沒有換過手機電池，

25% 甚至不知道可以換電池。

我是實驗物理學家，

因此有這些玩具。

我的專長在做新型的
奈米尺寸電子裝置，

來研究它們的基本量子力學特性。

但，如果我的手機壞了，

我也不知道要從何
著手測試它的元件。

手機只是一個例子，
我們還仰賴許多其他裝置，

卻無法測試、拆解，
或甚至完全了解這些裝置。

汽車、電器，甚至玩具
現在都很複雜且先進，

讓我們不敢把它們打開修理。

所以問題來了：

我們和使用的科技之間脫節了。

我們疏離最仰賴的裝置，

使我們無助、空虛。

事實上，意料得到有研究發現

我們現在對科技的害怕程度

甚於害怕死亡。

（笑聲）

但我認為，我們可以
和我們的裝置重新連結，

在某種意義上，
重新讓它們更有人性，

只要我們能動手做更多實驗。

為什麼？因為實驗就是
測試假設、展示事實的過程。

我們使用感官、雙手來連結世界，

了解其運作原理。

那正是我們缺少的連結。

讓我舉個例子。

我最近做了一項實驗
來思考觸控螢幕的原理。

它只是兩片金屬板，

我可以用電池
對其中一片板子通電。

好。

我可以用這個電壓計
來測量電荷分離。

現在——先確定它能用。

當我在金屬板附近揮手時，

可以看到電壓改變，

就像觸控螢幕對我的手
做出反應一樣。

但，我的手有什麼特別的？
現在我需要做比較實驗。

例如我可以拿一片木頭，

用它來接觸其中一片金屬板，
發現沒有發生什麼事，

但如果我拿個金屬去接觸金屬板，

電壓就會有很大的改變。

現在我可以再進一步實驗
木頭和金屬之間的差別，

我應該會發現，木頭不會導電，

但金屬和我的手一樣會導電。

各位可以看到，
我是漸漸增進我的了解。

比如，現在我知道為什麼
不能戴著手套用觸控螢幕，

因為手套不會導電。

但我也解開了科技背後的一些謎，

建立與我的裝置有關的
能力、鍵入與互動。

但，做實驗並不只是
把東西拆解而已。

它是邊測試邊做的
親自動手批評性思考。

重點不在於測試觸控螢幕的原理

或測量不同類型的材料導電程度，

甚至只是用雙手測試

有多難破壞不同厚度的材料。

我能從上述這幾種狀況
掌控和更進一步了解

所用東西的道理。

這些背後還有研究。

比如，用我的雙手似乎有好處。

我也學習親自動手，

已知這樣的學習法
能改善了解和記憶力，

甚至更能活化大腦的功能。

因此，透過動手實驗的思考

能夠將我們的了解甚至活力

連結到實體世界和我們用的東西。

在網路上查資料

沒有同樣的效果。

對我來說，把焦點放在實驗上

也有個人的原因。

我並不是做實驗長大的。

我不知道物理學家要做什麼。

我記得我姐有組化學用具，

我總是很想去用它，
但她從來不讓我碰。

在心理上，我覺得
我和世界沒有連結，

且不知道為什麼。

事實上，我九歲時，

我祖母說我是唯我論者，

我還得去查才知道意思。

意思是，你認為世界上
就只有你存在而已。

當時，我覺得我深受冒犯，

因為誰的祖母會這樣說他啊？

（笑聲）

但，我想她說的沒錯。

一直到很多年後，

我上了大學，在研讀基礎物理時，

我得到了一個啟示：

這個世界，至少實體的世界，

可以被測試、了解，

在那之後，我才開始
有了完全不同的觀念，

重新看待世界怎麼運作，
及我在其中的位置。

之後，當我能自己透過研究

來做測試和了解時，

我和世界的連結
有很大一部分才就此圓滿。

我知道並非人人的職業
都是實驗性物理學家，

但我認為人人都能
動手做更多實驗。

其實，我認為我們有點——

讓我再舉個例子。

最近，我在和一些中學生合作，

協助他們了解磁學，

我給他們一個磁性
塗鴨板讓他們拆解。

還記得磁性塗鴨板嗎？

一開始，他們碰都不想碰它。

長久以來，他們被
要求不要破壞東西，

導致他們習慣當被動的使用者。

但我問他們問題。

比如，它的原理是什麼？
哪些部分有磁性？

你能做出假設並測試它嗎？

但他們仍然不想把它拆開。

其實，他們想要把它帶回家。

直到一個孩子終於把它打開，

發現裡面很酷。

我們在這裡也可以一起做。

要把它拆開很容易。

看，裡面有個磁鐵，
我可以把這個剪開。

再把它剪開，你可以把它分開。

好，當我正在動手時——
不知道各位是否看得見，

但，有一種——有了，
這裡有種白色軟泥。

可以看到，在我的手指上。

當我把筆從上面拖過去，

各位可以看到
這些細絲會附著上去。

孩子看到這個現象，

此時，他們覺得這好酷。

他們興奮起來。
全都開始把塗鴨板解體，

把他們的發現大喊出來，

叫著這些磁性細絲如何
和磁性筆連結在一起，

那就是寫字的原理。

或，那白色軟泥如何
透過分離功能讓筆可以寫字。

當他們要離開房間時，

其中有兩個人轉向我，說：

「我們很喜歡。

這個週末，我和她
要回家做更多實驗。」

（笑聲）

是啊，我知道，
在座的父母開始擔心了，

但這是好現象！

會做實驗是好現象，而且其實
我覺得做實驗非常讓人滿足，

我希望他們能感到做實驗
讓他們的生活更豐富。

因為，甚至連基本的磁鐵

也可被拿來在家裡做實驗。

磁鐵既簡單又複雜。

比如，你可以問自己：

為什麼同樣的材料
又會相吸又會相斥？

比如，如果我有磁鐵，
若我能用一個磁鐵

讓另一個磁鐵旋轉，
會有什麼用途嗎？

或者，你可以實驗這張一元鈔票，

我拿一組磁鐵，

各位可以看到鈔票被磁鐵吸附起來。

這裡面藏有磁性墨水，用來防偽造。

或者，這裡有一些碾碎的
小麥麩皮早餐麥片，

也有磁力，對吧？

它裡面有鐵。

（笑聲）

那對人是有益的，對吧？

好，還有別的。

這裡的這樣東西沒有磁性。

我無法用磁鐵把它吸起來。

但，現在，我把它變冷。

這是同樣的東西，冷的，

冷卻之後，

放在磁鐵的上面，

所以——

（掌聲）

很不可思議。

那不是磁力，

但它會以某種方式和磁鐵作用。

要明確了解原理就得做更多的實驗。

事實上，我大半職涯都在研究它，

叫做超導體。

超導體有時很複雜，

但就算只是簡單的實驗
也能讓我們更連得上世界。

若我告訴各位，

快閃記憶體的原理是
旋轉的小型磁鐵，

那麼各位就不難想像，因為曾見過。

或者，如果我說核磁共振成像機

用磁力來轉動你體內的磁性粒子，

各位也見過那操作。

各位曾經和這項技術有過互動，

了解這些裝置的原理。

我知道很難在我們的生活中
再塞進別些什麼，

特別是實驗。

但我認為這值得挑戰。

想想某樣東西的原理是什麼，
接著把它拆開來測試看看。

操作東西，向自己證明物理的法則。

把人性重新放入到科技中。

這麼做所建立起的連結會令你訝異。

謝謝。

（掌聲）